Tổng hợp bài tập vật lý 11 chương 1 điện tích, điện trường (download tai tailieutuoi com)

Số proton bên trong hạt nhân bằng số electron quay xung quanh hạt nhân nên độ lớn của điện tích dương của các proton bằng độ lớn điện tích âm của các electron, do đó bình thường nguyên t

TRUNG TÂM BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC KHOA NGUYỄN

Địa chỉ: K503/16 Trưng Nữ Vương – Hũa Thuận Tõy - Đà Nẵng

 0986590468 - 0987281303

chương 1

ĐIệN TíCH - ĐIệN TRƯờNG

ThS Nguyễn Duy Liệu

Đà Nẵng, thỏng 06 năm 2016

CƠ SỞ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC VÀ LUYỆN THI 503/16 TRƯNG NỮ VƯƠNG * VẬT LÝ 11

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: ĐIỆN TÍCH ĐIỆN TRƯỜNG 2

CHỦ ĐỀ 1: LỰC TƯƠNG TÁC TĨNH ĐIỆN 2

DẠNG 1: TƯƠNG TÁC GIỮA HAI ĐIỆN TÍCH ĐIỂM ĐỨNG YÊN 2

DẠNG 2: ĐỘ LỚN ĐIỆN TÍCH 4

DẠNG 3: TƯƠNG TÁC CỦA NHIỀU ĐIỆN TÍCH 6

DẠNG 4: CÂN BẰNG CỦA ĐIỆN TÍCH 8

CHỦ ĐỀ 2: BÀI TẬP VỀ ĐIỆN TRƯỜNG 11

DẠNG I: ĐIỆN TRƯỜNG DO MỘT ĐIỆN TÍCH ĐIỂM GÂY RA 15

DẠNG 2 CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG DO NHIỀU ĐIỆN TÍCH ĐIỂM GÂY RA 17

DẠNG 3: CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG TỔNG HỢP TRIỆT TIÊU 19

DẠNG 4: CÂN BẰNG CỦA ĐIỆN TÍCH TRONG ĐIỆN TRƯỜNG 21

DẠNG 5: CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG DO VẬT TÍCH ĐIỆN CÓ KÍCH THƯỚC TẠO NÊN

CHỦ ĐỀ 3: ÑIEÄN THEÁ HIEÄU ÑIEÄN THEÁ 24

DẠNG I: TÍNH CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN HIỆU ĐIỆN THẾ 26

CHỦ ĐỀ 4: ĐỀ BÀI TẬP VỀ TỤ ĐIỆN 34

DẠNG I: TÍNH TOÁN CÁC ĐẠI LƯỢNG 34

DẠNG II: GHÉP TỤ CHƯA TÍCH ĐIỆN 36

DẠNG III: GHÉP TỤ ĐÃ CHỨA ĐIỆN TÍCH Error! Bookmark not defined DẠNG IV: HIỆU ĐIỆN THẾ GIỚI HẠN Error! Bookmark not defined DẠNG V: TỤ CÓ CHỨA NGUỒN, TỤ XOAY Error! Bookmark not defined DẠNG VI: MẠCH CẦU TỤ Error! Bookmark not defined DẠNG VII: NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TRƯỜNG 38

CHƯƠNG I: ĐIỆN TÍCH ĐIỆN TRƯỜNG

CHỦ ĐỀ 1: LỰC TƯƠNG TÁC TĨNH ĐIỆN

DẠNG 1: TƯƠNG TÁC GIỮA HAI ĐIỆN TÍCH ĐIỂM ĐỨNG YÊN

A LÝ THUYẾT

I Điện tích – Điện tích điểm

+ Có hai loại điện tích: điện tích dương (+) và điện tích âm (-)

+ Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, trái dấu thì hút nhau

+ Đơn vị điện tích là culông (C)

+ Điện tích điểm: Một vật nhiễm điện có kích thước nhỏ so với khoảng cách tác dụng được gọi là điện tích điểm

Cách nhiễm điện: Có 3 cách nhiễm điện một vật: Cọ xát, tiếp xúc, hưởng ứng

 Nhiễm điện do cọ xát: Hai vật không nhiễm điện khi cọ xát với nhau thì có thể làm chúng nhiễm điện trái

dấu nhau

 Nhiễm điện do tiếp xúc: Cho thanh kim loại không nhiễm điện chạm vào quả cầu đã nhiễm điện thì thanh

kim loại nhiễm điện cùng dấu với điện tích của quả cầu Đưa thanh kim loại ra xa quả cầu thì thanh kim loại vẫn còn nhiễm điện

 Nhiễm điện do hưởng ứng: Đưa thanh kim loại không nhiễm điện đến gần quả cầu nhiễm điện nhưng

không chạm vào quả cầu, thì hai đầu thanh kim loại sẽ nhiễm điện Đầu gần quả cầu hơn nhiễm điện trái dấu với điện tích của quả cầu, đầu xa hơn nhiễm điện cùng dấu với điện tích của quả cầu Đưa thanh kim loại ra

xa quả cầu thì thanh kim loại trở về trạng thái không nhiễm điện như lúc đầu Trong nhiễm điện do hưởng ứng, chỉ có sự phân bố lại điện tích trên vật, tổng đại số điện tích của vật không đổi

II Thuyết electron – định luật bảo toàn điện tích

1 Cấu tạo nguyên tử về phương diện điện – Điện tích nguyên tố

a Cấu tạo hạt nhân

Hạt nhân được cấu tạo từ những hạt nhỏ hơn gọi là nuclon Có hại loại nuclon:

▪ Proton (p): mang điện tích nguyên tố dương (+e)

▪ Neutron (n): không mang điện

b Cấu tạo nguyên tử

Nguyên tử có đường kính khoảng 10-10(m) gồm một hạt nhân ở giữa, xung quanh có các electron chuyển động theo những quỹ đạo khác nhau tạo thành lớp vỏ

Số proton bên trong hạt nhân bằng số electron quay xung quanh hạt nhân nên độ lớn của điện tích dương của các proton bằng độ lớn điện tích âm của các electron, do đó bình thường nguyên tử trung hòa về điện

c Điện tích nguyên tố

– Vật chất đựơc cấu tạo từ những hạt nhỏ bé, riêng biệt được gọi là nguyên tử, phân tử hay gọi chung là các hạt sơ cấp

– Điện tích mà các hạt sơ cấp mang được gọi là điện tích nhỏ nhất tồn tại trong tự nhiên gọi là điện tích nguyên tố,

có độ lớn q = 1,6.10-19(C)

▪ Electron: là hạt sơ cấp mang điện tích nguyên tố âm

+ Điện tích của electron: qe = -1,6.10-19C

+ Khối lượng của electron: me = 9,1.10-31kg

▪ Proton: là hạt sơ cấp mang điện tích nguyên tố dương

+ Điện tích của proton: qp = +1,6.10-19C

+ Khối lượng của proton: mp = 1,67.10-27kg

▪ Neutron: là hạt sơ cấp không mang điện

+ Khối lượng của neutron xấp xỉ bằng khối lượng của proton

2 Thuyết electron

Là thuyết căn cứ vào sự cư trú và dịch chuyển của các electron để giải thích các hiện tượng điện và các tính chất

điện của các vật Nội dung thuyết electron như sau:

- Electron có thể di chuyển từ nguyên tử này sang nguyên tử khác

- Nguyên tử bị mất electron sẽ trở thành hạt mang điện dương gọi là ion dương

Ví dụ: Nguyên tử Natri bị mất một electron sẽ trở thành ion Na+

- Nguyên tử trung hòa nhận thêm electron sẽ trở thành hạt mang điện âm gọi là ion âm

Ví dụ: Nguyên tử Clo nhận thêm một electron sẽ trở thành ion Cl-

- Một vật nhiễm điện âm khi số electron mà nó chứa lớn hơn số proton; Nếu số electron ít hơn số proton thì vật mang điện tích dương

CƠ SỞ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC VÀ LUYỆN THI 503/16 TRƯNG NỮ VƯƠNG * VẬT LÝ 11

21

F

12

F

q 1 q 2 >0

r

21

F

12

F

r

q 1 q 2 < 0

3 Vận dụng thuyết electron

 Khi cho 2 quả cầu nhỏ nhiễm điện tiếp xúc sau đó tách nhau ra thì tổng điện tích chia đều cho mỗi quả cầu

1 2

2

q q  

 Hiện tượng xảy ra tương tự khi nối hai quả cầu bằng dây dẫn mảnh rồi cắt bỏ dây nối

 Khi chạm tay vào quả cầu nhỏ dẫn điện đã tích điện thì quả cầu mất điện tích và trở về trung hòa

 Điện tích q của một vật tích điện: q ne

+ Nếu vật thiếu electron (tích điện dương): q  ne

+ Nếu vật thừa electron (tích điện âm): q  ne

Với e 1, 6.1019C

 là điện tích nguyên tố

III- Định luật bảo toàn điện tích

Trong một hệ cô lập về điện, nghĩa là hệ không trao đổi điện tích với các vật ngoài hệ thì tổng đại số các điện tích luôn luôn là một hằng số

IV Định luật Cu lông

Định luật: Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm đứng yên tỉ lệ thuận với tích các độ lớn của hai điện tích

đó và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng

2

q q

F k

r

 Trong đó: r là khoảng cách giữa hai chất điểm (đơn vị m)

Lực tương tác giữa 2 điện tích điểm q1; q2 đặt cách nhau một khoảng r trong môi trường có hằng số điện môi

ε là F12;F21

có:

- Điểm đặt: trên 2 điện tích

- Phương: đường nối 2 điện tích

- Chiều: + Hướng ra xa nhau nếu (Lực đẩy): q1.q2 > 0 (q 1 ; q 2 cùng dấu)

+ Hướng vào nhau nếu (Lực hút): q1.q2 < 0 (q 1 ; q 2 trái dấu)

- Độ lớn: 2

2 1

.r

q q k F



 ; k = 9.109

2

2

N m C

- Biểu diễn:

+ Lực tương tác giữa nhiều điện tích điểm lên một điện tích điểm:















Lưu ý: Công thức trên còn áp dụng được cho trường hợp các quả cầu đồng chất, khi đó ta coi r là khoảng cách

giữa tâm hai quả cầu

B BÀI TẬP TỰ LUẬN

Bài 1 Hai điện tích q1 2.108C, q2 108C đặt cách nhau 20cm trong không khí Xác định độ lớn và vẽ hình lực tương tác giữa chúng?

ĐS: 4,5.105N

Bài 2 Hai điện tích q1 2.106C, q2 2.106C đặt tại hai điểm A và B trong không khí Lực tương tác giữa chúng là 0,4N Xác định khoảng cách AB, vẽ hình lực tương tác đó

ĐS: 30cm

Bài 3 Hai điện tích đặt cách nhau một khoảng r trong không khí thì lực tương tác giữa chúng là 2.103N Nếu với khoảng cách đó mà đặt trong điện môi thì lực tương tác giữa chúng là 103N

a Xác định hằng số điện môi

b Để lực tương tác giữa hai điện tích khi đặt trong điện môi bằng lực tương tác khi đặt trong không khí thì phải đặt hai điện tích cách nhau bao nhiêu? Biết trong không khí hai điện tích cách nhau 20cm

ĐS: 2; 14,14cm

Bài 4 Trong nguyên tử hiđrô (e) chuyển động tròn đều quanh hạt nhân theo quỹ đạo tròn có bán kính 5.10 -9 cm

a Xác định lực hút tĩnh điện giữa (e) và hạt nhân b Xác định tầnsố của (e)

ĐS: a) F=9.10-8 N; b) f = 0,7.1016 Hz

Bài 5 Một quả cầu có khối lượng riêng (KLR) = 9,8.103 kg/m3, bán kính R=1cm tích điện q = -10 -6C được treo vào đầu một sợi dây mảnh có chiều dài l =10cm Tại điểm treo có đặt một điện tích âm q0 = - 10 -6 C Tất cả đặt trong dầu có KLR D = 0,8 103 kg/m3,hằng số điện môi =3 Tính lực căng của dây? Lấy g = 10m/s2

ĐS: 0,614N

Bài 6 Hai quả cầu nhỏ, giống nhau, bằng kim loại Quả cầu A mang điện tích 4,50 µC; quả cầu B mang điện tích -

2,40 µC Cho chúng tiếp xúc nhau rồi đưa chúng ra cách nhau 1,56 cm Tính lực tương tác điện giữa chúng

ĐS: 440,2N

Bài 7: Hai quả cầu nhỏ giống nhau (xem như hai điện tích điểm) có q1= 3,2 10-9C và q2 = - 4,8.10-9 C được đặt tại hai điểm cách nhau 10cm

a) Quả cầu nào thừa electron, quả cầu nào thiếu electron Tính lượng electron thừa (hoặc thiếu) của mỗi quả cầu b) Tính lực tương tác giữa hai quả cầu (có vẽ hình) nếu môi trường tương tác là:

- Chân không

- Dầu hỏa (ε = 2)

c) Cho hai quả cầu tiếp xúc với nhau:

- Tìm điện tích của mỗi quả sau khi tiếp xúc

- Nếu sau khi tiếp xúc ta lại đặt chúng cách nhau 15cm trong dầu hỏa, tìm lực tương tác giữa chúng (có vẽ hình)

Đs: a) thiếu 2.1010electron, thừa 3.1010 electron

b) 1,3824.10-5N ; 6,912.10-6N ( lực hút)

c) q1, q2,  8.1010 lực đẩy: 1,28.10-7N

DẠNG 2: XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ ĐIỆN TÍCH

A LÝ THUYẾT

Khi giải dạng BT này cần chú ý:

 Hai điện tích có độ lớn bằng nhau thì: q 1 q2

 Hai điện tích có độ lớn bằng nhau nhưng trái dấu thì: q1 q2

 Hai điện tích bằng nhau thì: q 1 q2

 Hai điện tích cùng dấu: q1.q2 0 q1.q2 q1.q2

 Hai điện tích trái dấu: q1.q2 0 q1.q2 q1.q2

Áp dụng hệ thức của định luật Coulomb để tìm ra q1.q2

sau đó tùy điều kiện bài toán chúng ra sẽ tìm được q1 và q2

Nếu đề bài chỉ yêu cầu tìm độ lớn thì chỉ cần tìm q1;q2

2.1 Bài tập ví dụ

Hai quả cầu nhỏ tích điện có độ lớn bằng nhau, đặt cách nhau 5cm trong chân không thì hút nhau bằng một lực 0,9N Xác định điện tích của hai quả cầu đó

Tóm tắt

2

q 

m 05 , 0 cm

5

r  

N 9

,

0

F  , lực hút

? q

?

q1  2 

Giải

Theo định luật Coulomb:

2

2

1

r

q

q

k

k

r F q q

2

2

2

2

10 9

05 , 0 9 , 0 q

Mà q 1 q2 nên  q1 2 25.1014

CƠ SỞ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC VÀ LUYỆN THI 503/16 TRƯNG NỮ VƯƠNG * VẬT LÝ 11

q2  q1 5.107C

Do hai điện tích hút nhau nên chúng phải trái dấu, vậy: q1 5.107C ; q2 5.107C

hoặc: q1 5.107C ; q2 5.107C

B BÀI TẬP TỰ LUẬN

Bài 1 Hai điện tích điểm bằng nhau, đặt trong chân không, cách nhau 10 cm Lực đẩy giữa chúng là 9.10-5N

a Xác định dấu và độ lớn hai điện tích đó

b Để lực tương các giữa hai điện tích đó tăng 3 lần thì phải tăng hay giảm khoảng cách giữa hai điện tích đó bao nhiêu lần? Vì sao? Xác định khoảng cách giữa hai điện tích lúc đó

ĐS: a/q1 q2 108C; hoặc q1 q2 108C b/Giảm 3 lần; r ' 5,77cm

Bài 2 Hai điện tích có độ lớn bằng nhau, đặt cách nhau 25cm trong điện môi có hằng số điện môi bằng 2 thì lực

tương tác giữa chúng là 6,48.10-3 N

a Xác định độ lớn các điện tích

b Nếu đưa hai điện tích đó ra không khí và vẫn giữ khoảng cách đó thì lực tương tác giữa chúng thay đổi như thế nào? Vì sao?

c Để lực tương tác của hai điện tích đó trong không khí vẫn là 6,48.10-3 N thì phải đặt chúng cách nhau bằng bao nhiêu?

ĐS: a/ q1  q2 3.107C; b/ tăng 2 lần c/ rkk rđm  35,36cm

Bài 3 Hai vật nhỏ tích điện đặt cách nhau 50cm, hút nhau bằng một lực 0,18N Điện tích tổng cộng của hai vật là

4.10-6C Tính điện tích mỗi vật?

ĐS:

6 1

6

2

6

1 2

6 2

10 5.10

4.10

10









  





  





Bài 5 Hai điện tích điểm có độ lớn bằng nhau đặt trong chân không, cách nhau 1 khoảng 5 cm, giữa chúng xuất hiện

lực đẩy F = 1,6.10-4 N

a Hãy xác định độ lớn của 2 điện tích điểm trên?

b Để lực tương tác giữa chúng là 2,5.10-4N thì khoảng cách giữa chúng là bao nhiêu?

ĐS: 667nC và 0,0399

Bài 6 Hai vật nhỏ đặt trong không khí cách nhau một đoạn 1m, đẩy nhau một lực F= 1,8 N Điện tích tổng cộng của

hai vật là 3.10-5 C Tìm điện tích của mỗi vật

ĐS: q1 2.105C ; q2 105C

Bài 7 Hai quả cầu kim loại nhỏ như nhau mang các điện tích q1 và q2 đặt trong không khí cách nhau 2 cm, đẩy nhau bằng một lực 2,7.10-4 N Cho hai quả cầu tiếp xúc nhau rồi lại đưa về vị trí cũ, chúng đẩy nhau bằng một lực 3,6.10-4

N Tính q1, q2 ?

ĐS: q1 2.109C

 ; q2 6.109C

 và q1 2.109C

  ; q2 6.109C

  và đảo lại

Bài 8 Hai quả cầu nhỏ giống nhau bằng kim loại có khối lượng 50g được treo vào cùng một điểm bằng 2 sợi chỉ

nhỏ không giãn dài 10cm Hai quả cầu tiếp xúc nhau tích điện cho một quả cầu thì thấy hai quả cầu đẩy nhau cho đến khi 2 dây treo hợp với nhau một góc 600 Tính điện tích mà ta đã truyền cho các quả cầu quả cầu Cho g =10

Bài 9 Một quả cầu nhỏ có m = 60g, điện tích q = 2 10 -7 C được treo bằng sợi tơ mảnh Ở phía dưới nó 10 cm cần đặt một điện tích q2 như thế nào để sức căng của sợi dây tăng gấp đôi?

ĐS: q = - 3,33µC

Bài 10 Hai quả cầu nhỏ tích điện q1= 1,3.10 -9 C ,q2 = 6,5.10-9 C đặt cách nhau một khoảng r trong chân không thì đẩy nhau với một những lực bằng F Cho 2 quả cầu ấy tiếp xúc nhau rồi đặt cách nhau cùng một khoảng r trong một chất điện môi ε thì lực đẩy giữa chúng vẫn là F

a Xác định hằng số điện môi của chất điện môi đó

b Biết F = 4,5.10 -6N, tìm r

ĐS: ε = 1,8; r =13cm

Câu 11 Hai quả cầu nhỏ giống nhau mang điện tích q1 và q2 đặt cách nhau 10cm trong không khí Ban đầu chúng

hút nhau bằng lực F11, 6.102N Cho hai quả cầu tiếp xúc nhau rồi đưa về vị trí cũ thì chúng đẩy nhau bằng lực

3

2 9.10

F   N Xác định q1 và q2 trước khi tiếp xúc

ĐS:

7 1

7 1

2 10 3 8 10 3















 



và 3 cặp giá trị còn lại khác HS tự viết ra

Câu 12: Hai quả cầu nhỏ có điện tích q1= 4.10-7C và q2 đặt cách nhau một khoảng 3cm trong chân không thì hút

nhau một lực bằng 0,2N Xác định q2

- Hai quả cầu nhỏ có điện tích q1= -4.10-7C và q2 đặt cách nhau một khoảng 10cm trong dầu ε = 2 thì đẩy nhau một

lực bằng 0,072N Xác định q2

ĐS: -5.10-8 C & -4.10-7C

Câu 13: Hai viên bi nhỏ giống nhau bằng nhôm được nhiễm điện khi đặt cách nhau r = 10cm thì hút nhau với một

lực F = 2,7 N Sau khi cho hai viên bi chạm vào nhau rồi đặt chúng như cũ thì chúng đẩy nhau với một lực F’ =

0,9N Hỏi lúc đầu khi chưa chạm nhau thì mỗi viên thừa thiếu bao nhiêu electron

ĐS: Một viên thừa 625.109 electron , Một viên thiếu 1875.109 electron

DẠNG 3: TƯƠNG TÁC CỦA NHIỀU ĐIỆN TÍCH

A LÝTHUYẾT

Dạng 3: Hợp lực do nhiều điện tích tác dụng lên một điện tích

Phương pháp: Các bước tìm hợp lực Fo

do các điện tích q1; q2; tác dụng lên điện tích qo: Bước 1: Xác định vị trí điểm đặt các điện tích (vẽ hình)

Bước 2: Tính độ lớn các lực F10;F20 , Fno lần lượt do q1 và q2 tác dụng lên qo

Bước 3: Vẽ hình các vectơ lực F10;F20

F0 Bước 4: Từ hình vẽ xác định phương, chiều, độ lớn của hợp lực Fo

+ Các trường hợp đặc biệt: Gọi  là góc bất kì, bởi hai vectơ lực

F02  F102  F202  2 F F10 20.cos 

3.1 Bài tập ví dụ

CƠ SỞ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC VÀ LUYỆN THI 503/16 TRƯNG NỮ VƯƠNG * VẬT LÝ 11

Trong chân không, cho hai điện tích q1 q2 107C đặt tại hai điểm A và B cách nhau 8cm Tại điểm C nằm trên đường trung trực của AB và cách AB 3cm người ta đặt điện tích qo 107C Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên qo

Tóm tắt:

C 10 q

C 10

q

7 2

7 1











cm 3 AH

; cm 8 AB

; C 10

Fo ?

Bài giải mẫu

Vị trí các điện tích như hình vẽ

Gọi F10

là lực do q1 tác dụng lên qo:

05 , 0

10 10 10 9 AC

q q k

7 7 9 2

0 1





+ Phương chiều: Được biểu diễn như hình vẽ

Gọi F20

là lực do q2 tác dụng lên qo:

+ Độ lớn: F20 F10 0,036N (do q 1 q2 )

+ Phương chiều: Được biểu diễn như hình vẽ

Hợp lực tác dụng lên điện tích q0 là: F0 F10F20

Do F20 F10 nên hợp lực Fo tác dụng lên qo có độ lớn là:

3

2 cos 2 .cosA 2

4 2.0, 036 57, 6.10

5

o

o

AH

AC





Vậy Fo

có phương // AB, cùng chiều với vectơ AB

(hình vẽ) và có độ lớn: F 57,6.10 3N

o





Chú ý: Khi giải toán, chúng ta thường bị nhầm đáp án vì lỗi không đổi đơn vị các đại lượng trong công thức về đơn

vị cơ bản trong hệ đo SI; Lỗi thứ 2 là chúng ta không đọc kỹ yêu cầu của đề bài, cần phân biệt từ “XÁC ĐỊNH” và

từ “TÍNH” khi nói về các đại lượng véc tơ

B BÀI TẬP TỰ LUẬN

Bài 1 Cho hai điện tích điểm q12.107C q; 2  3.107C đặt tại hai điểm A và B trong chân không cách nhau 5cm Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên q o  2.107Ctrong hai trường hợp:

a q ođặt tại C, với CA = 2cm; CB = 3cm

b q ođặt tại D với DA = 2cm; DB = 7cm

ĐS: a/ Fo 1,5N ; b/ F0, 79N

Bài 2 Hai điện tích điểm q13.108C q; 2 2.108C đặt tại hai điểm A và B trong chân không, AB = 5cm Điện tích q o  2.108Cđặt tại M, MA = 4cm, MB = 3cm Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên q o

ĐS: Fo 5, 23.10 N3

Bài 3 Trong chân không, cho hai điện tích q1 q2 107C đặt tại hai điểm A và B cách nhau 10cm Tại điểm C nằm trên đường trung trực của AB và cách AB 5cm người ta đặt điện tích qo 107C Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên qo

ĐS: F o 0, 051N





Bài 4 Có 3 điện tích điểm q1 = q2 = q3 = q = 1,6.10-6 Cđặt trong chân không tại 3 đỉnh của một tam giác đều ABC cạnh a = 16 cm Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên mỗi điện tích

Bài 5 Ba quả cầu nhỏ mang điện tích q1 = 6.10 -7C, q2 = 2.10 -7C, q3 = 10 -6C theo thứ tự trên một đường thẳng nhúng trong nước nguyên chất có = 81 Khoảng cách giữa chúng là r12 = 40cm, r23 = 60cm Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên mỗi quả cầu

ĐS:

Bài 6 Ba điện tích điểm q1 = 4 10-8 C, q2 = -4 10-8 C, q3 = 5 10-8 C đặt trong không khí tại ba đỉnh của một tam giác đều cạnh 2 cm Xác định vectơ lực tác dụng lên q3 ?

ĐS:

Bài 7 Hai điện tích q1 = 8.10-8 C, q2 = -8.10-8 C đặt tại A và B trong không khí (AB = 10 cm) Xác định lực tác dụng lên q3 = 8.10-8 C, nếu:

a CA = 4 cm, CB = 6 cm b CA = 14 cm, CB = 4 cm

c CA = CB = 10 cm d CA=8cm, CB=6cm

ĐS:

Bài 8 Người ta đặt 3 điện tích q1 = 8.10-9 C, q2 = q3 = -8.10-9 C tại ba đỉnh của một tam giác đều cạnh 6 cm trong không khí Xác định lực tác dụng lên điện tích q0 = 6.10-9 C đặt ở tâm O của tam giác

ĐS:7,2.10-5N

Câu 9 Cho hai điện tích điểm +q (q>0) và hai điện tích điểm –q đặt tại bốn đỉnh hình vuông cạnh a trong chân

không như hình vẽ Các điện tích dương và âm cùng đặt liên tiếp nhau trên các đỉnh của hình vuông Xác định lực điện tổng hợp lên mỗi điện tích trên

ĐS:

2

2

q

a

DẠNG 4: CÂN BẰNG CỦA ĐIỆN TÍCH

A LÝ THUYẾT

Dạng 4: Điện tích cân bằng

Hai điện tích

Hai điện tích q q1; 2 đặt tại hai điểm A và B, hãy xác định điểm C đặt điện tích q o để q o cân bằng:

- Điều kiện cân bằng của điện tích q o:

10 20 0

o

F F F 

 F10  F20













20 10

20 10

F F

F

) 2 (

) 1 (

+ Trường hợp 1: q q1; 2 cùng dấu:

Từ (1)  C thuộc đoạn thẳng AB: AC + BC = AB (*)

Từ (2) ta có: 12 22 12 2 2

r  r  AC   Từ đây giải tìm được AC…. Kết luận

+ Trường hợp 2: q q1; 2trái dấu: Trường hợp này chỉ tồn tại một điểm C nằm bên ngoài phía q1 hoặc ngoài phía q2

Dễ dàng chứng minh được điểm C nằm ngoài phía điện tích có độ lớn nhỏ hơn

Từ (1)  C thuộc đường thẳng AB: ACBC  AB(* ’)

CƠ SỞ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC VÀ LUYỆN THI 503/16 TRƯNG NỮ VƯƠNG * VẬT LÝ 11

Ta cũng vẫn có: 12 22

r  r

- Từ (2)  q2 AC2 q BC1 2 0 (**)

- Giải hệ hai pt (*) và (**) hoặc (* ’) và (**) để tìm AC và BC

* Nhận xét:

- Biểu thức (**) không chứa q o nên vị trí của điểm C cần xác định không phụ thuộc vào dấu và độ lớn của q o

- Nếu hai điện tích trái dấu thì điểm cân bằng nằm ngoài đoạn AB về phía điện tích có độ lớn nhỏ hơn Nếu hai điện tích cùng dấu thì điểm cân bằng nằm giữa đoạn nối hai điện tích

Ba điện tích:

- Điều kiện cân bằng của q0 khi chịu tác dụng bởi q1, q2, q3:

+ Gọi F0

là tổng hợp lực do q1, q2, q3 tác dụng lên q0: 0 10 20 30 0







F

+ Do q0 cân bằng: 0 0



F







































30

30 30

20 10

30 20 10

0 0

F F

F F F

F F

F F

F F





















Điều kiện cân bằng của hệ: Xét hệ hai điện tích q q1; 2 đặt tại hai điểm A và B Đặt điện tích q0 để hệ cân bằng Điều kiện hệ cân bằng là tổng lực điện tác dụng các điện tích cũng bằng 0:

10 20 0

F F 

; F01F210

; F02F120

B BÀI TẬP TỰ LUẬN

Bài 1 Hai điện tích q1 2.108C q; 2  8.108Cđặt tại A và B trong không khí, AB = 8cm Một điện tích q ođặt tại

C Hỏi:

a C ở đâu để q o cân bằng?

b Dấu và độ lớn của q o để q q1; 2 cũng cân bằng?

ĐS: a/ CA = 8cm; CB = 16cm; b/ q o 8.108C

Bài 2 Hai điện tích q1  2.108C q; 2  1,8.107Cđặt tại A và B trong không khí, AB = 8cm Một điện tích 3

q đặt tại C Hỏi:

a Xác định vị trí của C để q3 cân bằng Để q3 cân bằng thì có phụ thuộc vào điện tích q3 không?

b Dấu và độ lớn của q3 để q q1; 2 cũng cân bằng

ĐS: a/ CA = 2cm; CB = 6cm; b/ q3 1,125.108C

Bài 3* Hai quả cầu nhỏ giống nhau, mỗi quả có điện tích q và khối lượng m = 10g được treo bởi hai sợi dây cùng

chiều dài l30cm vào cùng một điểm O Giữ quả cầu 1 cố định theo phương thẳng đứng, dây treo quả cầu 2 sẽ bị lệch góc 60o

  so với phương thẳng đứng Cho g10 /m s2 Tìm q?

ĐS: q l mg 10 6C

k



Bài 4 Hai điện tích điểm q1 = 10-8 C, q2 = 4 10-8 C đặt tại A và B cách nhau 9 cm trong chân không

a Xác định lực tương tác giữa hai điện tích?

b Xác định vecto lực tác dụng lên điện tích q0 = 3 10-6 C đặt tại trung điểm AB

c Phải đặt điện tích q3 = 2 10-6 C tại đâu để điện tích q3 nằm cân bằng?

Bài 5 Hai điện tích điểm q1 = q2 = -4 10-6C, đặt tại A và B cách nhau 10 cm trong không khí Phải đặt điện tích q3 =

4 10-8C tại đâu để q3 nằm cân bằng?

ĐS: cách đều q1 và q2 5cm